Мониторинг / Моніторинг довкілля підручник

– рівень впливу на навколишнє природне середовище – рівень впливу від об’єктів техногенного екологічного ризику, концентрації забруднювальних речовин в атмосферному повітрі, водних об’єктах, ґрунтах, промислових та побутових відходах (у т. ч. токсичних), біологічне забруднення, фізичні фактори (шум, іонізуюче та електромагнітне випромінювання та ін) тощо.

Інформація про об’єкти та процеси екологічного управління включає

кількісно-якісні, просторово-географічні та часові характеристики.

Наприклад, для обґрунтування прийняття рішення у галузі охорони атмосферного повітря необхідно мати інформацію щодо кількісного значення концентрації певної забруднювальної речовини в приземному шарі атмосферного повітря на певній території міста протягом певного часу.

Для побудови інформаційної системи РСМД та обробки даних для забезпечення своєчасного прийняття обґрунтованих екологічних рішень найбільш інтеграційною інформаційною технологією вважається ГІСтехнологія з використанням результатів обробки даних дистанційного зондування Землі аерокосмічними методами.

Розглянемо компоненти ключових підсистем РСМД.

Підсистеми збирання та введення інформації дозволяють вносити інформацію (масиви даних) в автоматичному та інтерактивному

режимах до відповідних екологічних баз даних, у т. ч. екологогеографічних баз даних (ЕГБД). Ринок геоінформаційних технологій пропонує досконалі рішення для створення інформаційних систем будьякого рівня: від настільної, розрахованої на одного користувача, до складних корпоративних. В будь-якому випадку основою такої інформаційної системи є еколого-географічна база даних.

Вавтоматичному або напівавтоматичному режимі підсистема збирання та введення інформації взаємодіє з іншими інформаційними системами, наприклад, інформаційно-аналітичною системою соціальногігієнічного моніторингу Міністерства охорони здоров’я та ін. Окрім того підсистеми збирання та введення інформації повинні забезпечувати інформаційну взаємодію з регіональними інформаційними системами органів державного управління та самоврядування і, в першу чергу, земельного та містобудівного кадастру.

Вінтерактивному режимі, який може функціонувати незалежно або паралельно, доповнюючи автоматизований або окремо від автоматизованого, користувач вводить інформацію (масиви даних) безпосередньо до баз даних, використовуючи спеціальне програмне забезпечення – системи управління базами даних та ЕГБД (рис. 4.3).

190

Підсистеми аналізу та подання інформації забезпечують правові та організаційні засади забезпечення надання, оприлюднення та широкого розповсюдження екологічної інформації через Центри екологічної інформації, які є інфраструктурними елементами мережі загальнодержавної екологічної автоматизованої інформаційноаналітичної системи забезпечення доступу до екологічної інформації (рис. 4.4).

Рисунок 4.4 –Інформаційно -функціональна модель підсистеми аналізу та подання інформації РСМД

Регіональні управління Мінприроди та інші органи виконавчої влади забезпечують оприлюднення інформації через засоби масової інформації про:

–стан навколишнього природного середовища, динаміку його змін, джерела забруднення, розміщення відходів;

–надзвичайні екологічні ситуації та заходи з їх ліквідації;

–розробку та прийняття екологічних програм, планів дій, а також документів з питань екологічної політики;

–екологічні проблеми галузі чи регіону та можливі шляхи їх вирішення

зметою залучення населення до участі у прийнятті рішень, що стосуються навколишнього природного середовища;

–наміри щодо розміщення об'єктів підвищеної екологічної небезпеки, які вимагають проведення оцінювання впливу на навколишнє природне середовище;

–наміри щодо видачі відповідних документів на використання природних ресурсів місцевого значення, а також на забруднення навколишнього природного середовища;

–досвід співпраці з громадськістю у галузі охорони навколишнього природного середовища, раціонального використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки;

–інші екологічні аспекти чи фактори, що є важливими для громадськості при здійсненні нею громадської екологічної експертизи чи реалізації інших екологічних прав.

192

Завдяки децентралізованому керуванню масивами даних виникає можливість виконувати паралельне виконання екологічних тематичних завдань, збільшуючи таким чином гнучкість, функціональність та ефективність роботи апаратно-програмних комплексів.

Така інформація повинна включати:

−доповіді та звіти про стан навколишнього природного середовища з висвітленням динаміки його змін;

−перелік, тексти та проекти нормативно-правових актів, що діють у сфері охорони навколишнього природного середовища та звіти про дотримання природоохоронного законодавства;

−документи з питань політики у сфері охорони навколишнього природного середовища, плани з охорони навколишнього природного середовища, програми та проекти;

−міжнародні угоди у сфері охорони навколишнього природного середовища та стан їх виконання;

−іншу інформацію про стан окремих об'єктів навколишнього середовища, якщо вона є важливою для громадськості.

Однією з найбільш ефективних регіональних автоматизованих інформаційно-вимірювальних систем (АІВС) в Україні є відома АІВС «Тиса» для української частини басейну р. Тиса на Закарпатті. Ведуться проектні роботи над створенням аналогічної, а дещо і потужнішої, АІВС «Прикарпаття» для української частини басейнів річок Дністер, Прут і Сірет. Відомим є і комплекс постійно діючих автоматизованих інформаційних систем для транскордонного моніторингу вод в басейнах річок Дніпро, Сіверський Донець, Дунай, Західний Буг та ін.

Також на регіональному рівні використовуються відомчі інформаційні системи, серед яких найбільш уніфікованими в розрізі областей та міст України та реально функціонуючими в усіх регіонах країни є такі:

-інформаційна система моніторингу якості вод Держводгоспу (розробник: НДІ проблем математичних машин та систем НАН України);

-єдина автоматизована система Державної екологічної інспекції та підрозділів аналітичного контролю територіальних органів Мінприроди України із отриманням результатів вимірювань стану забруднення довкілля, викидів, скидів і відходів, їх накопичення, оброблення та аналізування (скорочено: АСУ «ЕкоІнспектор», розробник – Вінницький національний технічний університет, див. рис. 3.4);

-комплекс програм Мінприроди для збирання та обробки даних системи регіонального моніторингу довкілля в держуправліннях охорони навколишнього природного середовища (розробник: Компанія «Ер-Джі- Дейта», м. Київ).

Усі ці системи мають засоби збирання даних моніторингу регіонального рівня, їх обробки, аналізу, узагальнення та подання у

193

зручному вигляді на загальнодержавному рівні. Спільними зусиллями фахівців Мінприроди, Компанії «Ер-Джі-Дейта» (м. Київ) та Вінницького національного технічного університету з метою підвищення оперативності моніторингу довкілля налагоджується автоматизоване збирання даних із вже діючих регіональних інформаційних систем Держводгоспу і Держекоінспекції та систем інших суб’єктів моніторингу довкілля, які ще створюються, та передавання цих даних, їх узгодження та збереження в інформаційних системах регіональних держуправлінь охорони навколишнього природного середовища Мінприроди.

Питання до семінарських занять Семінари № 13-14

1.Дайте визначення поняттям «геоінформатика», «геоінформаційна система», «ГІС-технологія».

2.Назвіть етапи розв’язання задач екологічного моніторингу з використанням ГІС.

3.Охарактеризуйте сучасні ГІС-пакети (оболонки, програми), які використовуються в галузі екологічного моніторингу в Україні.

4.Які Ви знаєте види електронних карт? Які з них та в яких задачах краще використовувати?

5.Яку інформацію розміщують в ГІС моніторингу довкілля? Які є узагальнені групи шарів (теми карт)?

6.Охарактеризуйте дистанційні методи спостереження за елементами навколишнього середовища.

7.Що таке GPS і яку інформацію можна отримати за допомогою GPSприймачів?

8.Які Ви знаєте основні методи математичної обробки даних моніторингу? Назвіть декілька спеціальних математичних пакетів для автоматизації такої обробки? Охарактеризуйте один з таких пакетів та його можливості в обробці даних моніторингу.

9.Які Ви знаєте методи аналізу екологічної інформації з використанням ГІС/ДЗЗ-технологій ? Наведіть приклади.

10.Які є види методів та можливостей дистанційного зондування Землі?

11.Що можна взнати про стан довкілля за допомогою ДЗЗ?

12.Які Ви знаєте підходи та методи прогнозування стану довкілля з використанням ГІС/ДЗЗ-технологій? Наведіть приклади.

13.Що відносять до основних завдань регіональних системи моніторингу довкілля (РСМД)?

14.Якими нормативними документами регламентується діяльність РСМД?

15.На яких принципах ґрунтується створення i функціонування РСМД ?

16.З яких підсистем та інформаційних ресурсів складається РСМД?

194

17.Яку інформацію може включати підсистема аналізу та подання інформації РСМД?

18.Назвіть найбільш відомі в Україні регіональні автоматизовані інформаційні системи моніторингу вод або інших складових довкілля.

ГЛОСАРІЙ

Одним з найважливіших, але недостатньо розроблених питань екологічних досліджень є питання поняттєво-термінологічного збагачення. Незважаючи на цілий ряд існуючих словників і довідників з охорони навколишнього середовища і раціонального природокористування, залишається невирішеною проблема множинності, у ряді випадків невизначеності тлумачень багатьох термінів і понять, що використовуються у наукових і виробничих роботах відповідного напрямку.

З метою запобігання розбіжностей в моніторингових та екологічних дослідженнях взагалі наводяться визначення понять, що застосовуються у практиці організації систем моніторингу різного рівня, спеціальні терміни, з огляду на наявні їхні тлумачення й авторське сприйняття. Ці поняттєвотермінологічні дефініції носять рекомендаційний, а не нормативний характер, проте, як вважають автори, вони можуть бути певним щаблем для наступного розвитку теорії і практики екологічних досліджень.

Абсорбція (лат. absorbeo – поглинаю) – поглинання речовини або енергії всією масою (об’ємом) тіла іншої речовини: газу – рідкою або твердою речовиною, будь-якої забруднювальної речовини – ними ж; поглинання звуку тілами; послаблення світла при проходженні через речовину тощо.

Абсорбент – рідина або тіло, яке поглинає газ, розчинену речовину або енергію всім своїм об’ємом або масою.

Абразія (лат. abrasio – зіскоблювання) – процес руйнування хвилями берегів морів, озер річок і водосховищ.

Адаптація (лат. adaptatio – пристосування) – в біології та екології – сукупність морфологічних, популяційних та ін. особливостей біологічного виду, що забезпечує можливість специфічного способу життя особин в певних умовах зовнішнього середовища; процес формування пристосувань у організмів, що забезпечують їх існування в умовах змін того чи іншого середовища.

Адсорбція – поглинання речовини з навколишнього середовища поверхнею іншої речовини або тіла під впливом молекулярних сил. Розрізняють фізичну адсорбцію, коли молекули поглиненої речовини (адсорбата) зберігають свою ідентичність, і хемосорбцію, коли поглинання

195

речовини іншою речовиною або тілом (сорбентами) супроводжується утворенням на поверхні поділу нової фази або компонента.

Аерація – природне або штучне надходження повітря в якесь середовище (воду, ґрунт тощо); може проводитися за допомогою технічних засобів або шляхом ліквідації перепони (льоду, мастильної плівки тощо), яка перешкоджає природному доступу повітря.

Акумуляція (лат. ассumulаtіо – накопичення) – процес накопичення снігу або льоду в сніговому покриві чи льодовику; процес накопичення у пониженнях місцевості, природних чи штучних водоймах, відстійниках інженерних споруд мінеральних та органічних речовин (води, солі, біомаси гідробіонтів, продуктів їх життєдіяльності та розпаду, продуктів ерозії і абразії тощо) в результаті геологічних, фізичних, хімічних, біологічних процесів і господарської діяльності людини.

Альбедо (лат. аlbиs – білий) – відношення кількості радіації, яка відбивається від будь-якої поверхні, до кількості радіації, яка падає на цю поверхню; величина, що характеризує здатність межі розділу двох середовищ відбивати або розсіювати падаючі на неї потоки електромагнітного випромінювання чи часток.

Альбедо Землі – відношення сонячної радіації, відбитої Землею, до всієї енергії Сонця, яка надходить до земної поверхні (А.3. ≈ 0,36).

Аналіз (грец. аnаlуsіs – розкладання) – синонім наукового дослідження взагалі; метод дослідження, при якому об'єкт дослідження розглядається як система; дослідження складу, структури і фізикохімічних властивостей речовини; дослідження параметрів процесів.

Аналіз кількісний – аналіз речовин, метою якого є виявлення у пробі кількості тих чи інших хімічних елементів, іонів, структур та ін.

Аналіз якісний – аналіз речовини, метою якого є визначення наявності у пробі тих чи інших хімічних елементів, структур шляхом ідентифікації атомів, іонів, молекул, радикалів та ін.

Аналізатор – прилад для визначення фізико-хімічних властивостей, вмісту і структури твердих, рідких та газоподібних речовин.

Анемометр (грец. аnеmоs – вітер і mеtrоn – міра) – прилад для визначення швидкості чи сили вітру, газових і рідинних потоків за тиском на рухому частину приладу (анемометричну вертушку) або манометричним способом (за різницею динамічного й статичного тиску вітрового потоку).

Антициклон (грец. аnti і cуklоn – той, що обертається) – область відносно високого тиску, яка оточена зближеними ізобарами.

Антропогенез (грец. аntrороs – людина i gеnеsis – походження) – зміна природних ландшафтів під впливом діяльності людини (антропогенних факторів), що супроводжується появою на їх місці антропогенних ландшафтів.

196

Антропогенні фактори – форми господарської діяльності людини, що впливають на організми чи екосистеми, природне середовище загалом.

Ареал (лат. аrеа – площа, простір) – територія або акваторія, в межах якої поширений вид або інша таксономічна група рослин чи тварин.

Аридність (лат. аridus – сухий) – термін, що характеризує територію або кліматичні умови з дефіцитом опадів для вирощування сільськогосподарських культур без зрошення.

Асиміляційна ємність (лат. аssіmіlаtіо – уподібнення) –

максимальна динамічна місткість такої кількості забруднювальної речовини, яка може бути за одиницю часу зруйнована, накопичена, трансформована та виведена за рахунок процесів седиментації, дифузії або інших за межі екосистеми без порушення нормального функціонування.

Асиміляція (лат. аssіmіlаtiо – уподібнення) – процес вбирання і засвоєння організмом речовин із навколишнього середовища та утворення з них більш складних органічних речовин.

Атмосфера (грец. аtmоs – пара i spharia – куля) – газова оболонка Землі; позасистемна одиниця тиску; шар повітря в ґрунті і над його поверхнею, в межах якого спостерігається взаємний вплив компонентів біогеоценозу, зокрема повітря (як компонента біогеоценозу).

База даних електронна – сукупність систематизованих та упорядкованих даних, збережених в пам'яті комп’ютера, які виступають як вихідні для вирішення проблемних задач засобами комп’ютерних програм. Існують реляційні, ієрархічні, об’єктно-орієнтовані та інші види баз даних.

Бактерії – мікроскопічні найпростіші одноклітинні організми, безхлорофільні, належать до “без’ядерних” форм – прокаріотів. Вважається, що Б. – перші живі організми на Землі.

Баланс водний – співвідношення між кількістю води, яка надходить, і тією, що витрачається, на будь-якому етапі кругообігу води на планеті; кількісна характеристика всіх форм надходження і витрат води в межах країни чи окремих її ділянок.

Баланс зволоження – різниця між опадами і випаровуванням за визначений період у певній місцевості (в міліметрах водяного стовпчика).

Барометр (грец. bаros – тягар і теtrоп – міра) – прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Басейн водозбірний (водозбірна площа) – територія, обмежена вододілом, з якої в певну річку або водойму стікають поверхневі й підземні води.

Батометр (грец. bathos – глибина і mеtron – міра) – пристрій для взяття проб води з певної глибини з метою визначення її фізичних властивостей та вмісту розчинених і завислих речовин, а також гідробіонтів.

Безпека екологічна: 1) така сукупність дій, станів і процесів, що не веде до життєво важливих збитків (або загроз таких збитків), які

197

завдаються природному середовищу, окремим людям і людству; 2) комплекс станів, явищ і дій, який забезпечує екологічний баланс на Землі і в будь-яких її регіонах, на рівні, до якого фізично, соціальноекономічно, технологічно і політично готово (може без серйозних збитків адаптуватися) людство. Безпека екологічна може бути розглянута в глобальних, регіональних, локальних і умовно-обмежених рамках, у тому числі в межах держав і їхніх будь-яких підрозділів.

Бекерель – одиниця активності радіоактивних ізотопів в системі СІ, названа в честь Антуана Анрі Беккереля. 1 Бк дорівнює одному розпаду на секунду.

Бентос (грец. bеnthos – глибина) – сукупність організмів, середовищем існування яких є донні відкладення водних об'єктів.

Бер – біологічний еквівалент рада. Позасистемна одиниця виміру дози будь-якого виду іонізуючого випромінювання, його біологічна дія така ж, як і дія поглинутої дози рентгенівського або гаммавипромінювання в 1 рад (1 бер = 0,01 Зіверта).

Бета-випромінювання – корпускулярне електронне або позитронне іонізуюче випромінювання з безперервним енергетичним спектром, що виникає при перетвореннях ядер чи нестабільних часток.

Біоіндикатори (грец. bіоs – життя i лат. іndісо – показую) – група особин одного виду або угруповання, наявність, кількість або інтенсивність розвитку яких у досліджуваному середовищі є показником певних природних процесів, умов або антропогенних змін зовнішнього середовища. Наприклад, зміна кольору квітів з рожевого на синій свідчить на великий вміст міді у грунті.

Біоіндикація – визначення стану компонентів навколишнього середовища на основі спостережень за станом і поведінкою біологічних об'єктів (рослин, тварин та ін.).

Біомаса (лат. mаssа – шматок) – виражена в одиницях маси або енергії кількість речовини живих організмів (популяцій, видів, окремих живих компонентів екосистем), що припадає на одиницю площі або об'єму.

Біомоніторинг (лат. топіtor – той, що спостерігає, контролює) – біотичний моніторинг, моніторинг за станом біотичної складової середовища та її реакцією на антропогенні впливи.

Біосфера (грец. spharia – куля) – оболонка Землі (геосфери), сформована із заселених живими організмами частин земної кори, гідросфери та нижнього шару атмосфери.

Біосферний заповідник – територія міжнародного значення, виокремлена з метою збереження різноманітності природнотериторіальних комплексів і генетичних ресурсів рослинного й тваринного світу, проведення наукових досліджень, фонового моніторингу та вивчення стану довкілля.

198

Біота – історично сформована сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, об'єднаних загальною областю поширення. На відміну від біоценозу може не мати екологічних зв’язків між видами.

Біотестування – метод оцінювання рівня забруднення навколишнього середовища за допомогою тест-організмів (біотестів).

Біохімічне споживання кисню (БСК) – показник інтенсивності аеробної деструкції (розкладання) органічних речовин мікроорганізмами протягом певного часу (1 доби, 5 діб, 10 діб, відповідно позначають БСК1, БСК5, БСК10, БСКповне). Одиниця вимірювання – мг О2/л. Якщо співвідношення БСК5 і біхроматної окислюваності води дорівнює 0,02 – 0,03, то у водоймі превалює гумус ґрунтів; 0,3 – 0,5 – органічна речовина, що утворюється в процесі самоочищення та з залишків померлих організмів; 0,8 – 1,2 – органічна речовина фітопланктону; понад 1,2 – органічна речовина побутових та промислових забруднень, яка біохімічно нестійка.

Біоценоз – сукупність популяцій, пристосованих до спільного існування на даній території (напр., біоценоз поля, озера тощо).

Вегетація (лат. vеgetatio – проростання) – стан активної життєдіяльності рослин, який проявляється у їхньому живленні, рості й розвитку.

Вертикаль (лат. vеrtісаlіs – прямовисний) гідрологічна – прямовисна лінія від поверхні до дна водойми з відомими координатами у плані, на якій проводяться гідрологічні спостереження.

Вертикаль створу – умовна вертикальна лінія від поверхні води до дна водоймища або водотоку, на якій здійснюють дослідження для отримання інформації про якість води.

Викид (в атмосферу) – речовини, що надходять в атмосферу із джерел забруднення.

Викид гранично допустимий – об'єм (кількість) забруднювальної речовини за одиницю часу, перевищення якого призводить до погіршення якості навколишнього середовища або загрожує здоров'ю людини.

Використання ядерної енергії – це сукупність видів діяльності, пов'язаних з використанням ядерних технологій, ядерних матеріалів, джерел іонізуючого випромінювання в науці, виробництві, медицині та інших галузях, а також з видобуванням уранових руд та поводженням з радіоактивними відходами.

Випромінювання – поширення енергії у просторі або речовині.

Випромінювання електромагнітне – електромагнітні коливання хвиль, що поширюються зі швидкістю світла. У відповідності до зростання енергії коливань визначають радіохвилі, інфрачервоне світло, видиме світло, рентгенівське та гамма-випромінювання. Рентгенівське та гаммавипромінювання мають іонізуючу дію. Електромагнітне випромінювання

199